超長距離光傳輸手藝走向成熟
憑證海內關于WDM系統的行業標準,我們可以把遠程光纖傳輸系統分為通例長距離傳輸系統LH(Longhaul)、亞超長距離傳輸系統ELH(Enhancedlonghaul)、超長距離傳輸系統ULH(ultra-longhaul)。關于傳輸距離小于1000公里的WDM系統我們稱其為通例長距離傳輸系統,傳輸距離在1000公里~2000公里的WDM系統稱為亞超長傳輸(ELH)系統,傳輸距離大于2000公里的WDM系統稱為超長距離傳輸(ULH)系統。
現在,通例長距離WDM傳輸系統在我國的干線網絡上已經有大宗的應用,亞超長距離系統的標準化也已經完成,超長距離的手藝和標準也都在研究當中,海內外相當一部分廠家已經有了商用化的產品但現實應用尚較少。ULH傳輸中應用的要害手藝主要有以下幾個方面。
寬帶喇曼放大器實現固有消耗的內部賠償
在ULH系統中,喇曼放大器手藝是很是受矚目的光傳輸手藝,可以放大EDFA所不可放大的波段,并且使用通俗的傳輸光纖就能實現漫衍式放大,從而大大提高系統的光信噪比(OSNR)。
喇曼放大器使用光纖自身對信號舉行放大,信號在傳輸歷程中的固有消耗可以在光纖內部舉行賠償。一種應用較廣的喇曼放大器稱之為漫衍式喇曼放大器(DRA)。DRA事情的基來源理是受激喇曼散射(SRS)效應,即將一小部分入射功率由一光束轉移到另外一個頻率下移的光束,頻率下移量由非線性介質的振動模式決議,當波長較短(與信號波長相比)的泵浦光饋入光纖時,爆發此類效應。泵浦光光子釋放其自身的能量,釋放出基于信號光波長的光子,將其能量疊加在信號光上,從而完成對信號光的放大。喇曼增益取決于泵浦光功率、泵浦光波長和信號光波長之間的波長差值。關于超長距系統來說,使用喇曼放大器提高系統的OSNR、增添系統跨距長度、提高WDM系統的通路數和抑制光纖非線性效應是主要的目的。
超強FEC編碼消除誤碼率平臺征象
在光傳輸系統中接納前向糾錯(FEC)手藝,能夠消除系統性能曲線中的誤碼率平臺征象,其編碼增益也提供了一定的系統富余量,從而降低光鏈路中線性及非線性因素對系統性能的影響。關于有光放大器的系統,可以增添光放大器距離,延伸傳輸距離,提高信道速率,減小單通路光功率。FEC的實現方法有兩種,一是帶外FEC系統,二是帶內FEC系統。帶內FEC的增益一樣平常為3dB左右,而帶外FEC的增益遠高于帶內,因此超長距系統均接納帶外FEC編碼。在現有通例DWDM系統中,所應用的FEC編碼,尤以RS編碼最普遍。RS223編碼比RS239編碼擁有更多的冗余字節,因此前向糾錯能力更好,RS239編碼可以比無編碼時的OSNR情形改善5dB左右,而RS223編碼又可以比RS239改善4dB,因此使用超強FEC時,OSNR總體改善情形為9dB,大大提高了系統的傳輸距離。
動態增益平衡增添傳輸系統的區段數目
關于超長距離傳輸,包管整個線路上的增益平展是很是主要的,增益平衡用于包管線路上各個波長之間的增益平展,在主光通道的入口可能各個波長之間的功率電平一樣,但由于放大器增益平展度以及各個波長在線路中衰耗紛歧致,會導致在吸收端各個波長之間的功率差別較大,影響正常的吸收。現在一種通用的要領是在各個光放站安排增益平展濾波器,別的通過基于各個通道光譜密度的巨細,實驗反響控制,可以動態管理平展歷程。
動態增益平衡的優勢在于可以增添超長距傳輸系統的區段數目,可以在級聯50個EDFA的情形下,不舉行電再生中繼;支持動態網絡設置,在網絡波長數目爆發重大差別時不會對OSNR造成損傷;由于輸入光功率轉變也會造成增益斜度劣化,而通過動態增益平衡,可以取代現在正在使用的可調光衰減器(主要位于發射機一側)。
碼型手藝提升系統的傳輸性能
由于差別線路調制碼型的光信號在色散容限、SPM(自相位調制)、XPM(交織相位調制)等非線性的容納能力、頻譜使用率等方面各有特點,關于超寬頻帶的超長距離WDM傳輸系統,NRZ、RZ等碼型都有自己的特色。
NRZ碼的應用簡樸、本錢低、頻譜效率高,是現在SDH和WDM系統中應用最普遍的碼型。由于NRZ碼元過渡不歸零,對傳輸損傷敏感,不適用于高速超長距離光信號的傳輸。
RZ碼的主要弱點是信號頻譜寬度相對NRZ碼增添,增添調制器使系統變得重大、本錢高。為了進一步提高RZ碼的傳輸性能,近年來還泛起了CS-RZ(載頻抑制RZ)和CRZ(啁啾RZ)等碼型。在CS-RZ碼中,相鄰碼元的電場振幅的符號相反,從而抵達降低光譜寬度的目的,在功率較高的情形下,不但增添了色散容限,并且有更強的對抗SPM和FWM等光纖非線性效應的能力。CRZ碼接納了三級調制手藝(RZ幅度調制、相位調制和數據調制),其相位調制器在發射端對RZ脈沖的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量,對抗非線性效應的能力很是優異。別的,CRZ還具有優良的對抗偏振相關消耗(PDL)和偏振模色散(PMD)的能力,具有更高的傳輸穩固性。它的弱點是調制手藝較量重大,對三級調制之間的準時和時延要求很高。
色散賠償延伸光傳輸的距離
色散賠償包括色度色散賠償和偏振模色散賠償。色度色散賠償的方法包括色散賠償器件和色散賠償???,現在使用最多的是色散賠償??椋―CM),通常用在EDFA的兩級之間,用以賠償DCM的插損。現在關于動態的色度色散賠償方法也舉行了大宗的研究,可是真正商用的產品尚未幾。
從手藝角度來看,使用ULHWDM系統中的EDFA與喇曼放大器團結的放大手藝、接納色散和非線性容限較高的碼型等ULHWDM手藝都可以延伸光放段的傳輸距離,用于主干網中部分長跨距的應用,這是現在較量普遍的ULHWDM手藝應用。
同時ULHWDM系統可以鐫汰電再生站、光放站的數目,延伸光放站之間的距離,充分反應出接納超長距系統對系統本錢的降低。直接建設大型都會之間的超長距傳輸系統可以解決對帶寬的迫切需要,同時節約大宗的光放站和電再生中繼站,降低系統的本錢和維護用度,與可設置OADM手藝團結,在主干網上可以實現大都會之間的快速直達車,在中心的大都會站點可以接納OADM來上下營業。
當主干網的營業具有“大站快車”的需求時,ULHWDM系統才會有較多應用。受到地理情形、領土面積和營業需求等的限制,ULHWDM系統只能在部分國家應用。現在中國電信等運營商在起勁探討ULHWDM系統在電信網上應用的可能性,相信隨著營業和手藝的一直生長,ULH系統的應用會越來越多。